JPWO2007072990A1 - カセット及び測定装置 - Google Patents
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Abstract
旋光性物質の光学的測定のための試料のろ過と、試料の流路の洗浄を簡易な構成で可能とするカセット及び測定装置を提供することを目的とする。試料から測定阻害成分をろ過するためのフィルタと、フィルタを収納する収納部と、試料の流路を洗浄するための洗浄液又は洗浄剤と、洗浄液又は洗浄剤を保持する保持タンクを有するカセット、及びそのようなカセットを有する測定装置。
Description
本発明は、試料をろ過するためのカセット及び測定装置に関し、特に旋光物質の光学的測定の阻害要因となる阻害物質をろ過するためのカセット及び測定装置に関する。
尿の成分を測定することは、健康を管理する上で有用なことが知られている。特に、尿中のグルコース濃度の定量測定は、年々増え続ける糖尿病の指標となるので、重要である。尿中のグルコース濃度、すなわち尿糖濃度を測定する方法として、ＧＯＤ（グルコースオキシターゼ）法による酵素を用いたバイオセンサを用いた方法が知られている（例えば、特許文献１参照）。
上記の方法では、選択透過膜を塗布した電極上にＧＯＤを固着させた酵素膜に、尿を接触させると以下の式（１）及び（２）に示す反応が起こり、その時に発生する電流量を測定することによって、グルコース濃度を求める。
β−Ｄ−グルコース＋→Ｄ−グルコノ−δ−ラクトン＋Ｈ２Ｏ２ （１）
Ｈ２０２→２Ｈ＋＋Ｏ２＋２ｅ− （２）
また、旋光度を用いた光学的方式によって、尿糖の濃度を測定する方法が知られている（例えば、特許文献２参照）。この場合、直接尿に触れることなく、測定をすることができるので、センサ部に汚れが付着することがなく、測定系の部品の交換や消耗品等も必要とせず、長期間に渡って測定が可能である。
旋光度により尿内の旋光性物質の濃度を求める方法は以下の式（３）に基づいている。
θ＝１／１００×［α］λＴ×ｃ×Ｌ （３）
ここで、θは旋光度であり、一般的に右旋光方向を＋、左旋光方向を−とする。［α］λＴは、光の波長がλ、温度がＴの場合の旋光性物質の比旋光度であり、物質固有の係数である。また、ｃは尿中の旋光物質の濃度、Ｌは被測定試料（尿）の光路長である。式（３）において、比旋光度［α］λＴ、波長λ、温度Ｔ及び光路長Ｌは既知の値であるため、旋光度θを測定することによって、濃度ｃを求めることができる。
しかしながら、実際には尿中には、測定目的とする成分以外の成分が多く混在している。例えば、尿中には、測定対象とする尿糖（グルコース）以外にも、サプリメントの摂取などにより排泄されたビタミンＣ（アスコルビン酸）、ペプチド及びアミノ酸等の阻害成分が含まれている。ビタミンＣは、強い還元作用を持つため、酵素による測定の電流値に影響を及ぼし、旋光物質（比旋光度２３°）であるため、旋光度による光学的測定にも影響を及ぼす。また、これらの阻害成分は、測定精度を低下させるだけでなく、測定部位の汚れの原因ともなる。
そこで、阻害成分を除去した後に、測定を行うことが知られている（例えば、特許文献３参照）。例えば、尿糖測定の場合には、ビタミンＣやアミノ酸はイオン交換樹脂によって除去し、ペプチド類は合成吸着樹脂又は活性炭により除去される。
しかしながら、連続して、イオン交換樹脂、合成吸着樹脂又は活性炭等のろ過機構を利用すると、ろ過機構自体に前回の尿が残留し、正確な測定を行うことができなかった。そこで、再利用時に、ろ過機構を浄水、洗浄液等によって洗浄することも考えられるが、洗浄機構を追加すると専用の洗浄容器の設置が必要となり、測定装置の規模の大型化やコストが増加するとともにメンテナンスが複雑化してしまう等の問題があった。
また、具体的な流路を含めた連続測定のためのカセット構造は提示されていなかった。さらにカセットの取り外し時に尿等の液が手に触れないようにするなどの衛生面に配慮した具体的なカセットの構造も提示されていなかった。
前述したように、尿の測定後に尿の経路を洗浄することが知られているが浄水による洗浄だけでは不十分な場合がある。特にカビ発生を防止するためには、浄水以外に特別な洗浄液が必要である場合がある。そこで、市水を電気分解することにより発生させたイオン水を利用することが知られている（例えば特許文献４参照）。
さらに、洗浄液の代わりに分析用試薬を備えた分析装置も知られている（例えば特許文献５参照）。上記分析装置では、各種アミノ酸に対応する複数の試薬と１つの分離カラム（樹脂を充填）とを備え、光学測定を行うように構成されている。
このように、別途多量の防腐剤、洗浄剤又は試薬をあらかじめ装置内に保持しておくのはスペースやメンテナンス上問題があった。また、測定対象成分に応じた多種の洗浄液等をあらかじめ装置内に備えておくのもスペースやメンテナンス上問題があった。
特開平１１−２７１２５９号公報（図２）
特開２０００−８１３８６号公報（図１）
国際公開ＷＯ２００５／０９３４１０号パンフレット（図１）
特開２００２−９８６２８号公報（図２）
特開平９−８００３７号公報（図３）
上記の方法では、選択透過膜を塗布した電極上にＧＯＤを固着させた酵素膜に、尿を接触させると以下の式（１）及び（２）に示す反応が起こり、その時に発生する電流量を測定することによって、グルコース濃度を求める。
β−Ｄ−グルコース＋→Ｄ−グルコノ−δ−ラクトン＋Ｈ２Ｏ２ （１）
Ｈ２０２→２Ｈ＋＋Ｏ２＋２ｅ− （２）
また、旋光度を用いた光学的方式によって、尿糖の濃度を測定する方法が知られている（例えば、特許文献２参照）。この場合、直接尿に触れることなく、測定をすることができるので、センサ部に汚れが付着することがなく、測定系の部品の交換や消耗品等も必要とせず、長期間に渡って測定が可能である。
旋光度により尿内の旋光性物質の濃度を求める方法は以下の式（３）に基づいている。
θ＝１／１００×［α］λＴ×ｃ×Ｌ （３）
ここで、θは旋光度であり、一般的に右旋光方向を＋、左旋光方向を−とする。［α］λＴは、光の波長がλ、温度がＴの場合の旋光性物質の比旋光度であり、物質固有の係数である。また、ｃは尿中の旋光物質の濃度、Ｌは被測定試料（尿）の光路長である。式（３）において、比旋光度［α］λＴ、波長λ、温度Ｔ及び光路長Ｌは既知の値であるため、旋光度θを測定することによって、濃度ｃを求めることができる。
しかしながら、実際には尿中には、測定目的とする成分以外の成分が多く混在している。例えば、尿中には、測定対象とする尿糖（グルコース）以外にも、サプリメントの摂取などにより排泄されたビタミンＣ（アスコルビン酸）、ペプチド及びアミノ酸等の阻害成分が含まれている。ビタミンＣは、強い還元作用を持つため、酵素による測定の電流値に影響を及ぼし、旋光物質（比旋光度２３°）であるため、旋光度による光学的測定にも影響を及ぼす。また、これらの阻害成分は、測定精度を低下させるだけでなく、測定部位の汚れの原因ともなる。
そこで、阻害成分を除去した後に、測定を行うことが知られている（例えば、特許文献３参照）。例えば、尿糖測定の場合には、ビタミンＣやアミノ酸はイオン交換樹脂によって除去し、ペプチド類は合成吸着樹脂又は活性炭により除去される。
しかしながら、連続して、イオン交換樹脂、合成吸着樹脂又は活性炭等のろ過機構を利用すると、ろ過機構自体に前回の尿が残留し、正確な測定を行うことができなかった。そこで、再利用時に、ろ過機構を浄水、洗浄液等によって洗浄することも考えられるが、洗浄機構を追加すると専用の洗浄容器の設置が必要となり、測定装置の規模の大型化やコストが増加するとともにメンテナンスが複雑化してしまう等の問題があった。
また、具体的な流路を含めた連続測定のためのカセット構造は提示されていなかった。さらにカセットの取り外し時に尿等の液が手に触れないようにするなどの衛生面に配慮した具体的なカセットの構造も提示されていなかった。
前述したように、尿の測定後に尿の経路を洗浄することが知られているが浄水による洗浄だけでは不十分な場合がある。特にカビ発生を防止するためには、浄水以外に特別な洗浄液が必要である場合がある。そこで、市水を電気分解することにより発生させたイオン水を利用することが知られている（例えば特許文献４参照）。
さらに、洗浄液の代わりに分析用試薬を備えた分析装置も知られている（例えば特許文献５参照）。上記分析装置では、各種アミノ酸に対応する複数の試薬と１つの分離カラム（樹脂を充填）とを備え、光学測定を行うように構成されている。
このように、別途多量の防腐剤、洗浄剤又は試薬をあらかじめ装置内に保持しておくのはスペースやメンテナンス上問題があった。また、測定対象成分に応じた多種の洗浄液等をあらかじめ装置内に備えておくのもスペースやメンテナンス上問題があった。
そこで、本発明は、上記の不具合を解消することを可能としたカセット及び測定装置を提供することを目的とする。
また、本発明は、旋光性物質の光学的測定のための試料のろ過と、試料の流路の洗浄を簡易な構成で可能とするカセット及び測定装置を提供することを目的とする。
さらに、本発明は、旋光性物質の光学的測定のための試料を繰り返しろ過することが可能なカセット及び測定装置を提供することを目的とする。
さらに、本発明は、省スペースでメンテナンスの手間が省け、強力な洗浄及び広範な測定が行えるカセット及び測定装置を提供することを目的とする。
本発明に係るカセットは、試料から測定阻害成分をろ過するためのフィルタと、フィルタを収納する収納部と、試料の流路を洗浄するための洗浄液又は洗浄剤と、洗浄液又は洗浄剤を保持する保持タンクを有することを特徴とする。
また、本発明に係るカセットは、試料から測定阻害成分をろ過するためのフィルタと、フィルタを収納し且つカセットの外部から試料が注入される第１注入口及びフィルタを通過した試料を排出する第１排出口を有する収納部と、フィルタを通過した試料が注入される第２注入口と及び第２注入口から注入された試料をカセットの外部に排出するための第２排出口を有する排出ドレインと、収納部の第１排出口から排出された試料を排出ドレインの第２注入口へ移動させるための移動部材と、試料の流路を洗浄するための洗浄液又は洗浄剤と、洗浄液を保持し且つ洗浄液をカセットから排出するための第３排出口を有する洗浄液保持タンクを有することを特徴とする。
また、本発明に係るカセットは、試料から測定阻害成分をろ過するためのフィルタと、試料の流路を洗浄するための洗浄液又は洗浄剤と、洗浄液又は洗浄剤を保持するための洗浄液保持タンクを有することを特徴とする。
さらに、本発明に係るカセットは、試料から測定阻害成分をろ過するための複数のフィルタと、複数のフィルタのそれぞれにカセットの外部から試料を注入するための複数の注入口と、複数のフィルタのそれぞれから試料を排出させるための複数の排出口とを有し、複数の注入口及び前記複数の排出口がカセットの同じ面に配置されることを特徴とする。
本発明に係る測定装置は、試料から測定阻害成分をろ過するためのフィルタ、フィルタを収納する収納部、試料の流路を洗浄するための洗浄液又は洗浄剤、及び洗浄液又は洗浄剤を保持する保持タンクを有するカセットと、カセットを着脱自在に保持するカセット保持部と、光学測定部による光学測定のためにフィルタにより測定阻害成分をろ過された試料を保持する測定容器と、測定容器内の試料の旋光物質の光学測定を行うための光学測定部を有することを特徴とする。
また、本発明に係る測定装置は、
試料から測定阻害成分をろ過するためのフィルタ、フィルタを収納し且つカセットの外部から試料が注入される第１注入口及び前記フィルタを通過した試料を排出する第１排出口を有する収納部、フィルタを通過した試料が注入される第２注入口及び第２注入口から注入された試料をカセットの外部に排出するための第２排出口を有する排出ドレイン、収納部の第１排出口から排出された試料を排出ドレインの第２注入口へ移動させるための移動部材、試料の流路を洗浄するための洗浄液、洗浄液を保持し且つ洗浄液をカセットから排出するための第３排出口を有する洗浄液保持タンクを有するカセットと、
第１注入口へ試料を注入するための試料注入管、第２排出口から試料を排出するための試料排出管、及び第３排出口から洗浄液を排出するための洗浄液排出管を有し、カセットを着脱自在に保持するカセット保持部と、を有することを特徴とする。
本発明に係る測定装置は、所定の溶液成分の特性を測定する測定手段と、所定の容器を脱着する脱着手段とを備え、所定の溶液の濃度を測定する濃度測定装置であって、所定の溶液成分の特性を測定するための前処理として必要な成分の入った前処理用容器が脱着手段により装着され、少なくとも測定手段を洗浄するために必要な成分の入った洗浄用容器が前処理用容器と交換可能に脱着手段により装着されることを特徴とする。
また、本発明に係る測定装置では、脱着手段により交換可能な容器を複数個備える容器群を有し、容器群には前処理用容器と洗浄用容器とが混在していることが好ましい。
さらに、本発明に係る測定装置では、前処理用容器と洗浄用容器とが同時に脱着手段により装着されることが好ましい。
さらに、本発明に係る測定装置では、洗浄用容器内の成分を含む溶液によって前処理用容器を洗浄することが好ましい。
さらに、本発明に係る測定装置では、複数の前処理用容器が同時に脱着手段により装着されることが好ましい。
さらに、本発明に係る測定装置では、容器の形状が円柱または多角柱であることが好ましい。
さらに、本発明に係る測定装置では、容器群は円盤形状であることも好ましい。
また、本発明は、旋光性物質の光学的測定のための試料のろ過と、試料の流路の洗浄を簡易な構成で可能とするカセット及び測定装置を提供することを目的とする。
さらに、本発明は、旋光性物質の光学的測定のための試料を繰り返しろ過することが可能なカセット及び測定装置を提供することを目的とする。
さらに、本発明は、省スペースでメンテナンスの手間が省け、強力な洗浄及び広範な測定が行えるカセット及び測定装置を提供することを目的とする。
本発明に係るカセットは、試料から測定阻害成分をろ過するためのフィルタと、フィルタを収納する収納部と、試料の流路を洗浄するための洗浄液又は洗浄剤と、洗浄液又は洗浄剤を保持する保持タンクを有することを特徴とする。
また、本発明に係るカセットは、試料から測定阻害成分をろ過するためのフィルタと、フィルタを収納し且つカセットの外部から試料が注入される第１注入口及びフィルタを通過した試料を排出する第１排出口を有する収納部と、フィルタを通過した試料が注入される第２注入口と及び第２注入口から注入された試料をカセットの外部に排出するための第２排出口を有する排出ドレインと、収納部の第１排出口から排出された試料を排出ドレインの第２注入口へ移動させるための移動部材と、試料の流路を洗浄するための洗浄液又は洗浄剤と、洗浄液を保持し且つ洗浄液をカセットから排出するための第３排出口を有する洗浄液保持タンクを有することを特徴とする。
また、本発明に係るカセットは、試料から測定阻害成分をろ過するためのフィルタと、試料の流路を洗浄するための洗浄液又は洗浄剤と、洗浄液又は洗浄剤を保持するための洗浄液保持タンクを有することを特徴とする。
さらに、本発明に係るカセットは、試料から測定阻害成分をろ過するための複数のフィルタと、複数のフィルタのそれぞれにカセットの外部から試料を注入するための複数の注入口と、複数のフィルタのそれぞれから試料を排出させるための複数の排出口とを有し、複数の注入口及び前記複数の排出口がカセットの同じ面に配置されることを特徴とする。
本発明に係る測定装置は、試料から測定阻害成分をろ過するためのフィルタ、フィルタを収納する収納部、試料の流路を洗浄するための洗浄液又は洗浄剤、及び洗浄液又は洗浄剤を保持する保持タンクを有するカセットと、カセットを着脱自在に保持するカセット保持部と、光学測定部による光学測定のためにフィルタにより測定阻害成分をろ過された試料を保持する測定容器と、測定容器内の試料の旋光物質の光学測定を行うための光学測定部を有することを特徴とする。
また、本発明に係る測定装置は、
試料から測定阻害成分をろ過するためのフィルタ、フィルタを収納し且つカセットの外部から試料が注入される第１注入口及び前記フィルタを通過した試料を排出する第１排出口を有する収納部、フィルタを通過した試料が注入される第２注入口及び第２注入口から注入された試料をカセットの外部に排出するための第２排出口を有する排出ドレイン、収納部の第１排出口から排出された試料を排出ドレインの第２注入口へ移動させるための移動部材、試料の流路を洗浄するための洗浄液、洗浄液を保持し且つ洗浄液をカセットから排出するための第３排出口を有する洗浄液保持タンクを有するカセットと、
第１注入口へ試料を注入するための試料注入管、第２排出口から試料を排出するための試料排出管、及び第３排出口から洗浄液を排出するための洗浄液排出管を有し、カセットを着脱自在に保持するカセット保持部と、を有することを特徴とする。
本発明に係る測定装置は、所定の溶液成分の特性を測定する測定手段と、所定の容器を脱着する脱着手段とを備え、所定の溶液の濃度を測定する濃度測定装置であって、所定の溶液成分の特性を測定するための前処理として必要な成分の入った前処理用容器が脱着手段により装着され、少なくとも測定手段を洗浄するために必要な成分の入った洗浄用容器が前処理用容器と交換可能に脱着手段により装着されることを特徴とする。
また、本発明に係る測定装置では、脱着手段により交換可能な容器を複数個備える容器群を有し、容器群には前処理用容器と洗浄用容器とが混在していることが好ましい。
さらに、本発明に係る測定装置では、前処理用容器と洗浄用容器とが同時に脱着手段により装着されることが好ましい。
さらに、本発明に係る測定装置では、洗浄用容器内の成分を含む溶液によって前処理用容器を洗浄することが好ましい。
さらに、本発明に係る測定装置では、複数の前処理用容器が同時に脱着手段により装着されることが好ましい。
さらに、本発明に係る測定装置では、容器の形状が円柱または多角柱であることが好ましい。
さらに、本発明に係る測定装置では、容器群は円盤形状であることも好ましい。
図１は、第１の実施形態に係る測定装置の全体システムの概略構成図である。
図２はカセット３１を連続的に自動交換するための詳細機構を示す図である。
図３（ａ）はカセットが円盤形状である他の例の斜視図であり、図３（ｂ）は図３（ａ）の平面図である。
図４は、図１に示す制御装置３６のシステムフローチャートを示す図である。
図５は、具体的構成例の概略を示す図である。
図６は、カセット部１００の分解斜視図である。
図７は、図６のＡＡ´断面図である。
図８は、尿がろ過される経路を示した図である。
図９は、便器に図５に示す測定装置を組み込んだ例を示す図である。
図１０は、図９の例の斜視図である。
図１１は、第２の実施形態に係る測定装置の全体システムの概略構成図である。
図１２は容器４１３を連続的に自動交換するための詳細機構を示す図である。
図１３は、図１１に記載される制御装置４１０のシステムフローチャートを示す図である。
図１４は、第３の実施形態に係る測定装置の全体システムの概略構成図である。
図１５は、図１４に示す制御装置４７６のシステムフローチャートを示す図である。
図２はカセット３１を連続的に自動交換するための詳細機構を示す図である。
図３（ａ）はカセットが円盤形状である他の例の斜視図であり、図３（ｂ）は図３（ａ）の平面図である。
図４は、図１に示す制御装置３６のシステムフローチャートを示す図である。
図５は、具体的構成例の概略を示す図である。
図６は、カセット部１００の分解斜視図である。
図７は、図６のＡＡ´断面図である。
図８は、尿がろ過される経路を示した図である。
図９は、便器に図５に示す測定装置を組み込んだ例を示す図である。
図１０は、図９の例の斜視図である。
図１１は、第２の実施形態に係る測定装置の全体システムの概略構成図である。
図１２は容器４１３を連続的に自動交換するための詳細機構を示す図である。
図１３は、図１１に記載される制御装置４１０のシステムフローチャートを示す図である。
図１４は、第３の実施形態に係る測定装置の全体システムの概略構成図である。
図１５は、図１４に示す制御装置４７６のシステムフローチャートを示す図である。
以下図面を参照して、本発明に係るカセット及び測定装置について説明する。
以下図１〜図４を用いて、本発明に係る第１の実施形態について説明する。
図１は、第１の実施形態に係る測定装置の全体システムの概略構成図である。
図中、制御装置３６は全体システムを制御するためのＣＰＵ及び周辺回路から構成される。光学測定装置９は測定セル８の試料液（尿）の旋光度を測定するための装置であり、制御装置３６の指示によって測定を行う。浄水容器３４は洗浄液を保存するための容器であり、試料液容器３３は測定する試料液（尿）を入れておく容器である。電磁弁３７は、制御装置３６の指示に従って、樹脂容器３２側を浄水容器３４側または試料液容器３３側に選択して開く機能を有する。電磁弁３５は、電磁弁３７側と測定セル８側とを制御装置３６の指示に従って開閉する機能を有する。電磁弁３８は、浄水容器３４側を制御装置３６の指示に従って開閉する機能を有する。電磁弁３９は、ポンプ４０側が、廃棄側または洗浄容器３０側かを制御装置３６に従って選択して開く機能を有する。
脱着装置４３は、制御装置３６の指示に従ってカセット３１を脱着するための装置であり、樹脂容器３２及び洗浄容器３０を同時に脱着する機能を有する。カセット３１は塩化ビニルで作製されている。またカセット３１は、阻害成分を除去するための樹脂（イオン交換樹脂と合成吸着樹脂）が入っている樹脂容器３２及び防腐剤の入っている洗浄容器３０の対を複数対有している。樹脂容器３２及び洗浄容器３０には各々溶液の入口側と出口側に通液穴があり、出口側には容器中味を通過させないためのメンブレンフィルタを備えてある。カセット３１は複数回数分の容器から構成されており、自動連続交換可能な機構となっている。光学測定装置９は測定セル８の試料液（尿）の旋光度を測定するための装置であり、制御装置３６の指示によって測定する。ポンプ４０は制御装置３６の指示に従って電磁弁３９側と測定セル８側双方向の液の搬送及び停止を行う。
次にカセット３１の具体的な交換システムについて説明をする。
図２はカセット３１を連続的に自動交換するための詳細機構を示す図である。図中、脱着装置４３及び脱着装置４４は、容器をはずす際は上へ動き、装着する際は下へ動く。脱着装置４５及び脱着装置４６は、容器をはずす際は下へ動き、装着する際は上へ動く。
カセット３１に備わる容器を交換する際は脱着装置４３及び脱着装置４４が上へ動き、脱着装置４５及び脱着装置４６が下へ動いた後に、カセット３１内の容器群４７ｂが所定に位置になる長さ分だけ、カセット３１が図中の矢印の方向に移動する。その後、脱着装置４３及び脱着装置４４が下に動き且つ脱着装置４５及び脱着装置４６が上に動くことにより、カセット３１が固定される。
以上の動作によりカセット３１内の容器が自動交換される。ここで、容器群４７ａ、容器群４７ｂ、容器群４７ｃ、容器群４７ｄ、及び容器群４７ｅは各々樹脂の入った樹脂容器部と防腐剤の入った洗浄容器部の対から構成されている。
図中、容器群４７ａは使用済みであり、容器群４７ｂがこれから使用される状態を示している。すなわち、容器群４７ｂを使って測定及び洗浄がなされる状態を示している。以下容器群４７ｃ、容器群４７ｄ、容器群４７ｅの順番で使用されていく。
図３は、カセットが円盤形状である他の例を示す図である。図３（ａ）において、脱着装置５３及び脱着装置５４は、容器をはずす際は上へ動き、装着する際は下へ動く。脱着装置５５及び脱着装置５６は、容器をはずす際は下へ動き、装着する際は上へ動く。
カセット５１に備わる容器を交換する際は、脱着装置５３及び脱着装置５４が上へ動き且つ脱着装置５５及び脱着装置５６が下へ動いた後に、カセット５１内の容器群５７ｂが所定に位置になる長さ分だけ、カセット５１が図中の矢印の方向に回転する。その後、脱着装置５３及び脱着装置５４が下に動き且つ脱着装置５５及び脱着装置５６が上に動くことにより、カセット５１が固定される。
以上の動作によりカセット５１内の容器群が自動交換される。ここで、容器群５７ａ、容器群５７ｂ、容器群５７ｃ、容器群５７ｄ、容器群５７ｅ、容器群５７ｆ、容器群５７ｇ、容器群５７ｈ、容器群５７ｉ、及び容器群４７ｊは各々樹脂の入った樹脂容器と防腐剤の入った洗浄容器の対から構成されている。
図３（ａ）中、容器群４７ａは使用済みであり、容器群４７ｂがこれから使用される状態を示している。すなわち、容器群４７ｂを使って測定且つ洗浄がなされる状態を示す。以下容器群４７ｃ、容器群４７ｄ、容器群４７ｅの順番で使用されていく。
図３（ｂ）はカセット５１の上から見たときの平面図を示す。ここで、円盤の外側に樹脂の入った容器が配置され、内側には防腐剤の入った容器が配置されている。内側の容器は外側の容器の間に配置され、円盤形のカセット５１の面積が全体として小さくなるよう工夫されている。
図４は、図１に示す制御装置３６のシステムフローチャートを示す図である。
最初に、電磁弁３５を閉じて溶液が流れないようにする（Ｓ１０）。
次に、脱着装置４３、脱着装置４４、脱着装置４５及び脱着装置４６によりカセット３１を装着する（Ｓ１１）。
次に、電磁弁３７を試料液容器３３側に開き、電磁弁３５を開くことにより、試料液（尿）が容器に搬送されるパスを確保する（Ｓ１２）。
次に、ポンプ４０を電磁弁３９側に動かし、樹脂容器３２及び測定セル８内に試料液（尿）を通液し、光学装置９にて測定した後、ポンプ４０を停止する（Ｓ１３）。
次に、電磁弁３８を浄水容器３４側に開き、電磁弁３９をポンプ４０側に開く（Ｓ１４）。
次に、ポンプ４０を測定セル８側に動かし、浄水を試料液容器３３から測定セル８及び樹脂容器３２に通液させてシステム全体を洗浄する（Ｓ１５）。この時の洗浄液には洗浄容器３０内の防腐剤が溶け込んでいるので、カビ発生防止に効果を有する。すなわち、特別な洗浄液を使わなくても、浄水のみでカビの発生を防止することができる。
最後に、電磁弁３５及び電磁弁３８を閉じ、脱着装置４３、脱着装置４４、脱着装置４５及び脱着装置４６をはずしてカセット３１を移動する（Ｓ２６）。
本発明に係る第１の実施形態において洗浄用容器部内の成分は、防腐剤に限定されず、洗浄剤や薬品などの洗浄に有効な成分であっても良い。また、容器群内の容器の数は２に限らず数本でも良く、複数であれば良い。
以下、図５〜図１０を用いて、前述した第１の実施形態に係る具体的構成例について説明する。図５は、具体的構成例の概略を示す図である。
測定装置１は、採尿部３１１、第１ポンプ３１２、流路切替部３１３、ジョイント部３１４、第２ポンプ３１５、制御部３１６、表示部３１７、操作部３１８、送出管３１９及びカセット部１００、光学測定部２等を有している。
カセット部１００は、後述するように、カセット１１０と、カセット１１０が着脱可能に保持されるカセット保持部１６０から構成されている。カセット１１０は、１０個のフィルタ２００と洗浄液２１０を包含している。カセット保持部１６０は、カセット１１０の各フィルタ２００と接続された１０本の尿注入管１７１〜１８０（図では、この内の注入管１７１〜１７５を表示）、各フィルタ２００と接続された１０本の尿排出管１８１〜１９０（図では、この内の排出管１８１〜１８５を表示）、及び洗浄液２１０が保持されている洗浄液タンクと接続された洗浄液排出管１４１等を有している。各フィルタ２００はそれぞれ１回のみ利用されるので、カセット１１０は全部で１０回分のろ過を行えるように構成されている。したがって、１０回のろ過が終了したら、ろ過済みのカセット１１０は、カセット保持部１６０から取り外され、新しいカセットが取付られることとなる。なお、カセット部１００の詳細については後述する。
流路切替部３１３は、カセット部１００の全ての尿注入管１７１〜１８０と接続されており、制御部３１６からの制御信号に従って内部の流路切替部材を可動させて、選択した１つの尿注入管と第１ポンプ３１２とを連結することができるように構成されている。
ジョイント部３１４は、カセット部１００の全ての尿排出管１８１〜１９０及び第２ポンプ３１５と接続されている。さらに、ジョイント部３１４は、送出管３１９を介して光学測定部２の測定容器３２０と接続されている。また、測定容器３２０は、導管３３１と接続されている。
制御部３１６は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等を有して構成され、ＲＯＭ等に予め記憶されたプログラムに従い、操作部３１８から操作入力に応じて、光学測定部２、第１ポンプ３１２及び第２ポンプ３１５、流路切替部３１３、表示部３１７等をシーケンシャルに制御して、採尿部３１１から採取した尿のろ過と、ろ過済みの尿の光学的測定を行って、尿糖の濃度の検出を行う。
カセット１１０に充填されている粒子状のフィルタ２００は、尿中のビタミンＣ等のイオン成分を除去するためのイオン交換樹脂、尿中のペプチド及びアミノ酸等を除去するための合成吸着樹脂、及び活性炭を混合したものが充填されている。なお、フィルタ２００はこれに限定されるものではなく、イオン交換樹脂、合成吸着樹脂及び活性炭の一部を混合したものであっても良い。
光学測定部２は、測定するための尿を保持する測定容器３２０、レーザダイオード３２１、レンズ３２２、偏向子３２３、液晶素子３２５、ビームスプリッタ３２４、λ／４板３２６Ａ及び３２６Ｂ、検光子３２７Ａ及び３２７Ｂ、受光素子３２９Ａ及び３２９Ｂ等を有している。ここで、液晶素子３３１は、水平方向もしくは垂直方向に液晶分子の長軸が揃ったホモジニアス配向の液晶素子３２５であり、電圧を印加することによって液晶分子が立ち、液晶分子の長軸方向の屈折率が変化するので、位相変調を行うことができるように構成されている。
次に、尿のろ過と尿中の旋光物質（尿糖）の濃度測定について説明する。
ユーザによる操作部３１８からの測定開始指示信号を制御部３１６が受信することによって、尿のろ過と旋光物質の濃度測定が開始される。
制御部３１６は、ろ過に先立って、カセット１１０内の未使用のフィルタ２００と接続されている１本の尿注入管と第１ポンプ３１２とが連結されるように流路切替部１３を制御する。
次に、制御部３１６は、採尿部３１１で採取された尿が、流路切替部３１３によって選択された未使用のフィルタ２００へ注入されるように、第１ポンプ３１２を駆動する。第１ポンプ３１２により、カセット部１００の尿注入管１７１〜１８０のいずれか１つを介して、フィルタ２００の下部から注入された尿は、フィルタ２００を通過するに際に、尿糖以外のビタミンＣ（アスコルビン酸）、ペプチド及びアミノ酸等が排除される。ろ過済みの尿は、カセット部１００の尿排出管１８１〜１９０の所定の１つからジョイント部３１４へ流出し、送出管３１９を介して、測定容器３２０を通過する。例えば、測定容器３２０における測定は、ろ過済みの尿を流しながら行う。なお、その場合の測定の開始及び終了のタイミングは、制御部３１６によって時間管理される。
光学測定部２において、レーザダイオード３２１から出射した光束は、レンズ３２２でコリメートされ、平行光となる。平行光は、偏光子３２３により、垂直方向に振動する直線偏光になる。偏光子３２３を透過した透過光は、液晶素子３３１に入射される。液晶素子３３１を透過した透過光は、ビームスプリッタ３２４により反射光と直進光に分岐される。直進光は垂直軸方向に軸を持つλ／４板３２６Ａに入射し、直線偏光となる。この時、直線偏光の偏光方向は、液晶素子３３１を透過した光線の楕円率に依存するため、液晶素子３３１に印加した電圧によって変化する。従って、液晶素子３３１によって直線偏光の偏光方向の変調が可能となる。偏光方向が変調した直線偏光が、測定容器３２０内の尿に入射すると、尿内の旋光物質（尿糖）の旋光度に応じて未知の変位量だけ旋光する。尿を透過した光線は、λ／４板３２６Ｂに入射し、再び楕円偏光に変換され、検光子３２７Ａに入射する。この時、検光子３２７Ａは、光線の内、検光子３２７Ａの透過軸方向の成分のみを透過する。検光子３２７Ａを透過した透過光は、受光素子３２９Ａに入射し、受光素子３２９Ａにおいて電気信号に変換される。
ビームスプリッタ３２４で分岐された反射光は、尿を透過せず、検光子３２７Ｂに入射する。検光子３２７Ｂを透過した透過光は、受光素子３２９Ｂに入射し、受光素子３２９Ｂにおいて電気信号に変換される。
受光素子３２９Ａからの信号と受光素子３２９Ｂからの信号との差は、検光子３２７Ａに入射する前の楕円偏光と検光子３２７Ｂに入射する前の楕円偏光との差異分（即ち、尿を透過する際の旋光度分）に相当する。従って、制御部３１６は、受光素子３２９Ａからの信号と受光素子３２９Ｂからの信号との差から尿中の旋光物質（尿糖）の旋光度を測定することができる。また、尿中の旋光物質（尿糖）の旋光度が測定できれば、前述した式（３）に基づいて、尿中の旋光物質（尿糖）の濃度を検出することができるので、制御部３１６は、尿中の旋光物質（尿糖）の旋光度の測定結果から、尿中の旋光物質（尿糖）の濃度を検出することができる。
制御部３１６は、検出した尿中の旋光物質（尿糖）の濃度を、表示部３１７に表示し、ＲＡＭ等に記憶することができる。
また、制御部３１６は、測定終了後に第２ポンプ３１５を駆動して、洗浄液２１０を洗浄液排出管１４１からジョイント部３１４へ排出する。洗浄液２１０はさらに、送出管３１９及び測定容器３２０を介して導管３３１から排出される。洗浄液２１０が、ジョイント部３１４、送出管３１９及び測定容器３２０を通って排出されることによって、その間に付着した尿又は尿の成分が洗い流されるので、カビの発生を防ぎ、次回の測定を精度良く実行することが可能となる。なお、１つのカセット１１０の洗浄液保持タンク１４２（図２参照）には、１０回分の洗浄に必要な量の洗浄液２１０が保持されているものとする。洗浄液として、たとえば界面活性剤を使った洗浄剤を利用することもできる。
図６はカセット部１００の分解斜視図であり、図７は図６のＡＡ´断面図である。
カセット１１０は、穴１０２を有する上蓋１０１、簡易逆止弁１０４を有する上ガスケット１０３、涙型の上部目皿部材１１１〜１２０、本体１５０、及び円形の下部目皿部材２１１〜２２０等から構成される。本体１５０には、フィルタ２００を保持するための１０個のフィルタ収納部１２１〜１３０、各フィルタを通過した尿を排出するための排出ドレイン１３１〜１４０、洗浄液２１０を保持するための洗浄液タンク１４２、カセット１１０をカセット保持部１６０に固定するための凹部１５１、凸部１５２等を有している。なお、図２及び図３では上部目皿部材１１１〜１１５、フィルタ収納部１２１〜１２６、排出ドレイン１３１〜１３６、下部目皿部材２１１〜２１５のみを表示している。しかしながら、カセット１１０は、上部目皿部材、フィルタ収納部、排出ドレイン及び下部目皿部材（図８参照）等を含むセットを、１０セット有している。
カセット保持部１６０は、下ガスケット１６１、固定部材１６２、バネ部１６３、基台１６４、基台に設けられた穴１６５、サイドガイド１６６及び１６７、尿注入管１７１〜１８０、尿排出管１８１〜１９０、及び洗浄液排出管１４１等から構成されている。
上蓋１０１は、上ガスケット１０３を挟んで本体１５０に複数のネジ１０５によって固定されている。上ガスケット１０３は、可撓性のシリコン材料によって形成されており、上蓋１０１によって本体１５０に固定されることによって、上部目皿部材１１１〜１２０及び洗浄液タンク１４２を密閉する役目を果たしている。
上蓋１０１の穴１０２は、洗浄液２１０が洗浄液タンク１４２から排出する時に洗浄液２１０がスムーズに排出されるようにするための空気穴の役目を果たす。また、上ガスケット１０３の簡易逆止弁１０４は、カセット１１０が図６に示す様に、上蓋１０１が上になるように配置された場合には、図中の下側に撓んで、穴１０２から空気を通過させる。しかしながら、上ガスケット１０３の簡易逆止弁は、カセット１１０が転倒した場合等には、穴１０２を塞ぐように撓んで、穴から洗浄液２１０が外部へ流出しないように機能する。さらに、上ガスケット１０３は、洗浄液２１０が、蒸発して穴１０２から外部に発散しないようにする役目も有している。なお、簡易逆止弁を設けた上蓋を直接カセット本体１５０に接着するようにしても良い。その場合、上ガスケットは不要となる。
カセット１１０は、カセット保持部１６０のサイドガイド１６６及び１６７によって案内され、凸部１５２がカセット保持部１６０の穴１６５に係合した状態で、カセット保持部１６０の固定部材１６２が、バネ部材１６３によって、凹部１５１に係合することによって、カセット保持部１６０上に強固に保持されるように構成されている。
下ガスケット１６１は、可撓性のシリコン材料によって形成されており、カセット１１０がカセット保持部１６０に固定されると、各フィルタ収納部１２１〜１３０の注入口２２１〜２３０と尿注入管１７１〜１８０との間に挟持されて、両者間を流れる尿が漏れないように連結する。同様に、下ガスケット１６１は、各排出ドレイン１３１〜１４０の排出口２５１〜２６０と尿排出管１８１〜１９０との間に挟持されて、両者間を流れる尿が漏れないように連結する。同様に、下ガスケット１６１は、洗浄液タンク１４２の排出口２７０と洗浄液排出管１４１との間に挟持されて、両者間を流れる洗浄液が漏れないように連結する。なお、洗浄液排出管１４１の先端部は、下ガスケット１６１上に突き出しており、カセット１１０がカセット保持部１６０に保持された場合に、洗浄液タンク１４２の排出口２７０に配置されている封止シール２７１を破って、洗浄液２１０を排出可能とする。下ガスケットは、例えばシリコンゴムによって形成される。なお、本実施例では、カセット保持部１６０側に下ガスケット１６１を設けたが、カセット１１０の下面に下ガスケット１６１を設けるように構成しても良い。
図８は、尿がろ過される経路を示した図である。
図８では、カセット１１０のフィルタ収納部１２１に尿が注入された場合を示しているが、他の９つの何れかのフィルタ収納部１２２〜１３０でも同様である。
尿注入管１７１から注入された尿は、カセット１１０の下部に設けられたフィルタ収納部１２１の注入口２２１（第１注入口に相当）から円形の下部目皿部材２１１を通ってフィルタ２００へ注入され、下側から上側向かってフィルタ２００を透過する。フィルタ２００を通過した尿は、前述したように、測定阻害成分が除去される。フィルタ収納部１２１の排出口２３１（第１排出口に相当）から排出された尿は、上部目皿部材１１１に浸み込み、排出ドレイン１３１の注入口２４１（第２注入口に相当）へ流れ込む。排出ドレイン１３１に流れ込んだろ過済みの尿は、カセット１１０の下部に設けられた排出ドレインの排出口２５１（第２排出口に相当）及び尿排出管１８１を介して、カセット部１００の外部へ流出する。
上部目皿部材１１１は、フィルタ２００としてフィルタ収納部１２１内に充填されている各種樹脂粒子等がフィルタ収納部１２１外へ流れだすのを防止すると共に、フィルタ２００を通過した尿が排出ドレイン１３１へ流れ込むように作用する。フィルタ収納部１２１の排出口３０２の断面積は、排出ドレイン１３１の注入口の断面積より大きくなるように設計されている。上部目皿部材１１１は、フィルタ収納部１２１の排出口２３１と排出ドレイン１３１の注入口２４１の両方を効率的に覆うために、涙型の形状をしており、例えば、焼結ポリエステル樹脂又はポリエーテル系ウレタンフォーム等から構成される。尿は上部目皿部材１１１を横方向に伝って排出ドレイン１３１に流れ込むので、厚み方向に流れ込む場合と比較して経路が長くなり、フィルタ収納部１２１外に樹脂等が流れ出すのを防ぐのに効果的である。
円形の下部目皿部材２１１〜２２０は、それぞれ、フィルタ収納部１２１〜１３０内の充填されている各種樹脂粒子等がフィルタ収納部１２１〜１３０外へ流れだすのを防止している。また、上部目皿部材１１１〜１２０と同様に、下部目皿部材２１１〜２２０も、焼結ポリエステル樹脂又はポリエーテル系ウレタンフォーム等から構成される。
前述したように、カセット１１０への尿の注入口、ろ過済みの尿の排出口、洗浄液２１０の排出口は、全てカセット１１０の下面側に設けたので、カセット１１０の着脱が容易に行えるようになった。同様に、カセット保持部１６０の尿注入管１７１〜１８０、尿排出管１８１〜１９０、洗浄液排出管１４１は、全てカセット保持部１６０の下面側に設けたので、測定装置１内のカセット部１００への配管が簡単な構成となった。
図９は便器に図５に示す測定装置１を組み込んだ例を示す図であり、図１０はその斜視図である。
便器は、水タンク３４０、便器本体３４１及び便座３４２等から構成される。収納部３５０が取付部材３５２によって、便器本体３４１の一方の側面に固定されている。収納部３５０には、採尿部３１１を除き、光学測定部２を含む測定装置１が収納されている。採尿部３１１は便器本体３４１内に移動可能に取付されており、収納部３５０内の測定装置１と連結されている。また、収納部３５０の上面側には、開閉部３５１が備えられており、開閉部３５１を開放することによって、カセット１１０を収納部３５０の上側から着脱することができるように構成されている。なお、図１０では、水タンク３４０は省略されている。
収納部３５０の上面に配置された操作部３１８の測定開始操作により、採尿部３１１は、不図示の移動機構によって、待機位置３４４から採尿位置３４３へと移動する。採尿部３１１に入った尿は、前述した様に、制御部３１６による制御に従って、フィルタ２００でろ過され、光学測定部２で尿糖の濃度が検出される。検出された尿糖の濃度は、表示部３１７に表示される。なお、カセット１１０が有する１０個のフィルタ２００が全て使用された場合にも、制御部３１６は、表示部３１７に、カセット１１０の取替えを指示する警告表示を行う。
以上、本発明に係る第１の実施形態の具体的構成例について説明した。上述した実施形態では、１０個のフィルタ収納部１２１〜１３０を有するカセット１１０を利用するように構成したが、フィルタ収納部の個数は、１０に限定されるものではなく、１個でも、他の数であっても良い。また、第１及び第２ポンプ３１２及び３１５を１つとすることも可能である。さらに、上蓋１０１は接着剤により封止することも可能である。さらに、上述した洗浄液２１０は粉状や固形の洗浄剤であっても良い。また、カセットに使用される材料は、ポリプロピレン、ＡＢＳ、ポリスチレン、アクリル等で良く、特に特定の材料に限定される必要はない。
本発明に係る第１の実施形態の具体的構成例によれば、試料をろ過するフィルタと洗浄液とを同じカセット中に保持するようにしたので、簡易な構成で、コンパクトなカセット又は測定装置を構成することが可能となり、さらにメンテナンスを簡単に行うことができるようになった。
また、本発明に係る第１の実施形態の具体的構成例によれば、カセットへの試料の注入口及び排出口と、洗浄液の排出口とを、全てカセットの下面に設けた場合には、カセットの着脱が簡単な構成で行うことが可能となった。さらに、カセットへの試料の注入管及び排出管と、洗浄液の排出管を、全てカセット保持部の下面に設けた場合には、測定装置内の配管を簡単に構成することが可能となった。さらに、注入口と排出口が共に備えられているので、カセットの取り外し時にユーザの手に尿などの試料が触れることはなく、衛生面への配慮という意味で有効である。
さらに、本発明に係る第１の実施形態の具体的構成例によれは、フィルタの排出口と排出ドレインの注入口を涙型に形成された目止部材によって相互に連結した場合には、樹脂粒子の封止と試料の移動を効率良く達成することが可能となった。
以下図１１〜図１３を用いて、本発明に係る第２の実施形態について説明する。
図１１は、第２の実施形態に係る測定装置の全体システムの概略構成図である。
制御装置４１０は全体システムを制御するためのＣＰＵ及び周辺回路から構成される。光学測定装置４０９は測定セル４０８の試料液（尿）の旋光度を測定するための装置であり、制御装置４１０の指示によって測定する。浄水容器４０４は洗浄液を保存するための容器であり、試料液容器４０３は測定する試料液（尿）を入れておく容器である。電磁弁４０６は浄水容器４０４側または試料液容器４０３側を制御装置４１０の指示に従って選択して開く機能を有する。電磁弁４１４は電磁弁４０６側と容器４１３側を制御装置４１０の指示に従って開閉する機能を有する。
脱着装置４１１及び脱着装置４１２は制御装置４１０の指示に従って容器４１３を脱着するための装置である。容器４１３は塩化ビニルで作製されており、阻害成分を除去するための樹脂（イオン交換樹脂と合成吸着樹脂）あるいは防腐剤が入っている。また、容器４１３には溶液の入口側と出口側に通液穴があり、出口側には樹脂を通過させないためのメンブレンフィルタを備えてある。ポンプ４０７は制御装置４１０の指示に従って液の搬送・停止を行う。
次に容器４１３の具体的な交換システムについて説明をする。
図１２は容器４１３を連続的に自動交換するための詳細機構を示す図である。図中、脱着装置４１１は、容器４１３をはずす際は上へ動き、装着する際は下へ動く。脱着装置４１２は、容器４１３をはずす際は下へ動き、装着する際は上へ動く。
容器４１３を交換する際は、脱着装置４１１が上へ動き且つ脱着装置４１２が下へ動いた後に、容器４１３ｂが所定の位置になる長さ分だけベルト４０２が図中の矢印の方向に引っ張られる。その後、脱着装置４１１が下に動き且つ脱着装置４１２が上に動くことにより、容器４１３ｂが固定される。
以上の動作により容器４１３の自動交換が行われる。ここで、容器４１３ａ内、容器４１３ｃ内及び容器４１３ｅ内には樹脂を備え、容器４１３ｂ内及び容器４１３ｄ内に洗浄のための防腐剤を備える。
図中、容器４１３ａは使用済みであり、容器４１３ｂはこれから使用される容器である。すなわち、容器４１３ａが使用されて測定が行われ、次のステップで、容器４１３ｂが装着されて、洗浄ステップとなる。以下容器４１３ｃで測定、容器４１３ｄで洗浄、容器４１３ｅで測定という順番で使用されていく。各容器はベルト４０２上に備えられている。
図１３は、図１１に記載される制御装置４１０のシステムフローチャートを示す図である。
最初に、電磁弁４１４を閉じて（Ｓ２０）、溶液が流れないようにする。
次に、脱着装置４１１及び脱着装置４１２により樹脂の入った容器４１３を装着する（Ｓ２１）。
次に、電磁弁４０６を試料液容器４０３側に開き、電磁弁４１４を開くことにより、試料液（尿）が容器に搬送されるパスを確保する（Ｓ２２）。
次に、ポンプ４０７を動かし、容器４１３に試料液（尿）を送り、測定セル４０８内に通液して光学装置４０９にて測定した後、ポンプ４０７を停止し、容器４１３を移動する（Ｓ２３）。
次に、電磁弁４１４を閉じ、電磁弁４０６を浄水容器４０４側に開き、脱着装置４１１及び脱着装置４１２をはずして容器４１３を移動する（Ｓ２４）。
次に、脱着装置４１１及び脱着装置４１２により、防腐剤の入った容器４１３を装着する（Ｓ２５）。
次に、ポンプ４０７を動かし、浄水を容器４１３及び測定セル４０８に通液させてシステム全体を洗浄し、洗浄後ポンプ４４０７を停止する（Ｓ２６）。この時の洗浄液には容器４１３内の防腐剤が溶け込んでいるので、カビ発生防止に効果がある。すなわち、特別な洗浄液を使わなくても、浄水のみでカビの発生を防止することができる。
以上、本発明に係る第２の実施形態について説明を行った。ここでは、樹脂と防腐剤は１個置きに配置されているが、それに限定されず、例えば数本の樹脂容器に対して１本の防腐剤容器を設けるようにしても良い。また、洗浄用容器部内の成分は、防腐剤に限定されず、洗浄剤や薬品などの洗浄に有効な成分であっても良い。
以下図１４及び図１５を用いて、本発明に係る第３の実施形態について説明する。
図１４は、第３の実施形態に係る測定装置の全体システムの概略構成図である。
図中、制御装置４７６は全体システムを制御するためのＣＰＵ及び周辺回路から構成される。光学測定装置４０９は測定セル４０８の試料液（尿）の旋光度を測定するための装置であり、制御装置４７６の指示によって測定する。浄水容器４７５は洗浄液を保存するための容器であり、試料液容器４７４は測定する試料液（尿）を入れておく容器である。電磁弁４７７は、カセット４７１側を浄水容器４７５側または試料液容器４７４側に、制御装置４７６の指示に従って選択して開く機能を有する。
カセット４３１はプラスチックで作製されている。カセット４３１は、所定の第１のアミノ酸を着色するための試薬が入っている容器４７２及び所定の第２のアミノ酸を着色するための試薬が入っている容器４７３の対から構成され、上述の対はカセット４７１内に複数対備えられている。電磁弁４７９は、容器４７２と測定セル４０８側を制御装置４７６の指示に従って開閉する機能を有する。電磁弁４８１は、容器４７３と測定セル４０８側を制御装置４３６の指示に従って開閉する機能を有する。ポンプ４８０は測定セル４０８側あるいは反対側に制御装置４３６に従って送液する機能を有する。ここで、カセット４７１の具体的な構造は第１の実施の形態の例で示したものと同様である。
図１５は、図１４に示す制御装置４７６のシステムフローチャートを示す図である。
最初に、測定を開始に際して、電磁弁７８を閉じて溶液が流れないようにする（Ｓ３０）。
次に、脱着装置４８３においてカセット４７１を装着する（Ｓ３１）。
次に、電磁弁４７７を試料液容器４７４側に開き、電磁弁４７８及び電磁弁４７９を開くことにより、試料液（尿）が容器部７２に搬送されるパスを確保する（Ｓ３２）。
次に、ポンプ４８０を廃棄側に動かし、容器４７２及び測定セル４０８内に試料液（尿）を通液して容器４７２内の試薬と試料液を反応させた後、光学装置４０９にて測定し、ポンプ４８０を停止する（Ｓ３３）。
次に、電磁弁４７９を閉じて且つ電磁弁４８１を開くことにより、試料液（尿）が容器４７３に搬送されるパスを確保する（Ｓ３４）。
次に、ポンプ４８０を廃棄側に動かし、容器４７３及び測定セル４０８内に試料液（尿）を通液して容器４７３内の試薬と試料液を反応させた後、光学装置４０９にて測定し、ポンプ４８０を停止する（Ｓ３５）。
次に、電磁弁４７７を浄水容器４７５側に開き、電磁弁４７９を測定セル４０８側に開く（Ｓ３６）。
次に、ポンプ４８０を動かし、容器４７２、容器４７３、測定セル４０８を通液させてシステム全体を洗浄し、洗浄後ポンプ４８０を停止する（Ｓ３７）。
最後に、電磁弁４７８，電磁弁４７９及び電磁弁４８１を閉じてカセット４７１を廃棄する（Ｓ３８）。
以上、本発明に係る実施形態１及び３において容器の数を２としたが、容器の数２に限らず、複数であれば他の個数であっても良い。また、測定対象に応じて試薬は変更可能であり、記載したものに限定されるものではない。さらに、カセットの各容器の形状は加工しやすい円柱でもよいし、面積節約のため隙間のない六角柱等の多角柱にしても良い。
また、本発明に係る実施形態１〜３において、旋光計によって試料を測定したが、これに限定されるものではなく、分光計などの光学測定器、酵素を用いたバイオセンサ等であっても良い。
本発明に係る実施形態２では、図１２に示すように、容器４１３ａ内、容器４１３ｃ内及び容器４１３ｅ内には樹脂を備え、容器４１３ｂ内及び容器４１３ｄ内に洗浄のための防腐剤を備えおく。また、容器４１３は順次搬送されて連続的に使用される。すなわち、尿糖測定のため容器４１３ａを装着後に尿を通液され、その後容器４１３ｂを装着して浄水を通液してシステム全体を洗浄する。このとき、容器４１３ｂには防腐剤が入っているので測定装置は洗浄されると共にカビが発生しにくくなる。
また、本発明に係る実施形態１では、図１に示すように、樹脂を備えた樹脂容器３２と防腐剤を備えた洗浄容器３０を同時に装着することにより、測定後の洗浄を毎回行うことができ且つ樹脂容器３２内も洗浄できる。また、この構造では、測定時の出口側から入り口側への逆洗浄が可能となる。
すなわち、本発明に係る実施形態１〜３では、あらかじめ装置内に洗浄剤を保持する必要はなく、複数種の容器を連続あるいは同時に脱着することにより、省スペースでメンテナンスの手間が省け、測定成分や測定手法に応じた防腐剤や洗浄剤を採用できるので、柔軟性のある最適な洗浄及び測定が行える。
以上より、本発明に係る実施形態１〜３では、連続使用可能な容器中に洗浄剤あるいは防腐剤を含む洗浄用フィルタを所定測定回数毎に使用することにより、測定装置の強力な洗浄が行える。また、洗浄用フィルタを含む複数のフィルタを同時に接続することにより、測定した後の装置を新たな接続動作なしで毎回洗浄でき、測定のために使用した測定用フィルタも洗浄できる。このとき、上記構造では、測定時の出口側から入り口側への逆洗浄が可能となるので、汚染状況の軽い側から汚染状況がひどい側へ洗浄される。
さらに、本発明に係る実施形態１〜３では、上記複数のフィルタに試薬を備えることにより、測定したい成分に応じて他種類の試薬を装置自体に備えて多大なスペースを失うことなしに広範囲な成分測定を行える。
以下図１〜図４を用いて、本発明に係る第１の実施形態について説明する。
図１は、第１の実施形態に係る測定装置の全体システムの概略構成図である。
図中、制御装置３６は全体システムを制御するためのＣＰＵ及び周辺回路から構成される。光学測定装置９は測定セル８の試料液（尿）の旋光度を測定するための装置であり、制御装置３６の指示によって測定を行う。浄水容器３４は洗浄液を保存するための容器であり、試料液容器３３は測定する試料液（尿）を入れておく容器である。電磁弁３７は、制御装置３６の指示に従って、樹脂容器３２側を浄水容器３４側または試料液容器３３側に選択して開く機能を有する。電磁弁３５は、電磁弁３７側と測定セル８側とを制御装置３６の指示に従って開閉する機能を有する。電磁弁３８は、浄水容器３４側を制御装置３６の指示に従って開閉する機能を有する。電磁弁３９は、ポンプ４０側が、廃棄側または洗浄容器３０側かを制御装置３６に従って選択して開く機能を有する。
脱着装置４３は、制御装置３６の指示に従ってカセット３１を脱着するための装置であり、樹脂容器３２及び洗浄容器３０を同時に脱着する機能を有する。カセット３１は塩化ビニルで作製されている。またカセット３１は、阻害成分を除去するための樹脂（イオン交換樹脂と合成吸着樹脂）が入っている樹脂容器３２及び防腐剤の入っている洗浄容器３０の対を複数対有している。樹脂容器３２及び洗浄容器３０には各々溶液の入口側と出口側に通液穴があり、出口側には容器中味を通過させないためのメンブレンフィルタを備えてある。カセット３１は複数回数分の容器から構成されており、自動連続交換可能な機構となっている。光学測定装置９は測定セル８の試料液（尿）の旋光度を測定するための装置であり、制御装置３６の指示によって測定する。ポンプ４０は制御装置３６の指示に従って電磁弁３９側と測定セル８側双方向の液の搬送及び停止を行う。
次にカセット３１の具体的な交換システムについて説明をする。
図２はカセット３１を連続的に自動交換するための詳細機構を示す図である。図中、脱着装置４３及び脱着装置４４は、容器をはずす際は上へ動き、装着する際は下へ動く。脱着装置４５及び脱着装置４６は、容器をはずす際は下へ動き、装着する際は上へ動く。
カセット３１に備わる容器を交換する際は脱着装置４３及び脱着装置４４が上へ動き、脱着装置４５及び脱着装置４６が下へ動いた後に、カセット３１内の容器群４７ｂが所定に位置になる長さ分だけ、カセット３１が図中の矢印の方向に移動する。その後、脱着装置４３及び脱着装置４４が下に動き且つ脱着装置４５及び脱着装置４６が上に動くことにより、カセット３１が固定される。
以上の動作によりカセット３１内の容器が自動交換される。ここで、容器群４７ａ、容器群４７ｂ、容器群４７ｃ、容器群４７ｄ、及び容器群４７ｅは各々樹脂の入った樹脂容器部と防腐剤の入った洗浄容器部の対から構成されている。
図中、容器群４７ａは使用済みであり、容器群４７ｂがこれから使用される状態を示している。すなわち、容器群４７ｂを使って測定及び洗浄がなされる状態を示している。以下容器群４７ｃ、容器群４７ｄ、容器群４７ｅの順番で使用されていく。
図３は、カセットが円盤形状である他の例を示す図である。図３（ａ）において、脱着装置５３及び脱着装置５４は、容器をはずす際は上へ動き、装着する際は下へ動く。脱着装置５５及び脱着装置５６は、容器をはずす際は下へ動き、装着する際は上へ動く。
カセット５１に備わる容器を交換する際は、脱着装置５３及び脱着装置５４が上へ動き且つ脱着装置５５及び脱着装置５６が下へ動いた後に、カセット５１内の容器群５７ｂが所定に位置になる長さ分だけ、カセット５１が図中の矢印の方向に回転する。その後、脱着装置５３及び脱着装置５４が下に動き且つ脱着装置５５及び脱着装置５６が上に動くことにより、カセット５１が固定される。
以上の動作によりカセット５１内の容器群が自動交換される。ここで、容器群５７ａ、容器群５７ｂ、容器群５７ｃ、容器群５７ｄ、容器群５７ｅ、容器群５７ｆ、容器群５７ｇ、容器群５７ｈ、容器群５７ｉ、及び容器群４７ｊは各々樹脂の入った樹脂容器と防腐剤の入った洗浄容器の対から構成されている。
図３（ａ）中、容器群４７ａは使用済みであり、容器群４７ｂがこれから使用される状態を示している。すなわち、容器群４７ｂを使って測定且つ洗浄がなされる状態を示す。以下容器群４７ｃ、容器群４７ｄ、容器群４７ｅの順番で使用されていく。
図３（ｂ）はカセット５１の上から見たときの平面図を示す。ここで、円盤の外側に樹脂の入った容器が配置され、内側には防腐剤の入った容器が配置されている。内側の容器は外側の容器の間に配置され、円盤形のカセット５１の面積が全体として小さくなるよう工夫されている。
図４は、図１に示す制御装置３６のシステムフローチャートを示す図である。
最初に、電磁弁３５を閉じて溶液が流れないようにする（Ｓ１０）。
次に、脱着装置４３、脱着装置４４、脱着装置４５及び脱着装置４６によりカセット３１を装着する（Ｓ１１）。
次に、電磁弁３７を試料液容器３３側に開き、電磁弁３５を開くことにより、試料液（尿）が容器に搬送されるパスを確保する（Ｓ１２）。
次に、ポンプ４０を電磁弁３９側に動かし、樹脂容器３２及び測定セル８内に試料液（尿）を通液し、光学装置９にて測定した後、ポンプ４０を停止する（Ｓ１３）。
次に、電磁弁３８を浄水容器３４側に開き、電磁弁３９をポンプ４０側に開く（Ｓ１４）。
次に、ポンプ４０を測定セル８側に動かし、浄水を試料液容器３３から測定セル８及び樹脂容器３２に通液させてシステム全体を洗浄する（Ｓ１５）。この時の洗浄液には洗浄容器３０内の防腐剤が溶け込んでいるので、カビ発生防止に効果を有する。すなわち、特別な洗浄液を使わなくても、浄水のみでカビの発生を防止することができる。
最後に、電磁弁３５及び電磁弁３８を閉じ、脱着装置４３、脱着装置４４、脱着装置４５及び脱着装置４６をはずしてカセット３１を移動する（Ｓ２６）。
本発明に係る第１の実施形態において洗浄用容器部内の成分は、防腐剤に限定されず、洗浄剤や薬品などの洗浄に有効な成分であっても良い。また、容器群内の容器の数は２に限らず数本でも良く、複数であれば良い。
以下、図５〜図１０を用いて、前述した第１の実施形態に係る具体的構成例について説明する。図５は、具体的構成例の概略を示す図である。
測定装置１は、採尿部３１１、第１ポンプ３１２、流路切替部３１３、ジョイント部３１４、第２ポンプ３１５、制御部３１６、表示部３１７、操作部３１８、送出管３１９及びカセット部１００、光学測定部２等を有している。
カセット部１００は、後述するように、カセット１１０と、カセット１１０が着脱可能に保持されるカセット保持部１６０から構成されている。カセット１１０は、１０個のフィルタ２００と洗浄液２１０を包含している。カセット保持部１６０は、カセット１１０の各フィルタ２００と接続された１０本の尿注入管１７１〜１８０（図では、この内の注入管１７１〜１７５を表示）、各フィルタ２００と接続された１０本の尿排出管１８１〜１９０（図では、この内の排出管１８１〜１８５を表示）、及び洗浄液２１０が保持されている洗浄液タンクと接続された洗浄液排出管１４１等を有している。各フィルタ２００はそれぞれ１回のみ利用されるので、カセット１１０は全部で１０回分のろ過を行えるように構成されている。したがって、１０回のろ過が終了したら、ろ過済みのカセット１１０は、カセット保持部１６０から取り外され、新しいカセットが取付られることとなる。なお、カセット部１００の詳細については後述する。
流路切替部３１３は、カセット部１００の全ての尿注入管１７１〜１８０と接続されており、制御部３１６からの制御信号に従って内部の流路切替部材を可動させて、選択した１つの尿注入管と第１ポンプ３１２とを連結することができるように構成されている。
ジョイント部３１４は、カセット部１００の全ての尿排出管１８１〜１９０及び第２ポンプ３１５と接続されている。さらに、ジョイント部３１４は、送出管３１９を介して光学測定部２の測定容器３２０と接続されている。また、測定容器３２０は、導管３３１と接続されている。
制御部３１６は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等を有して構成され、ＲＯＭ等に予め記憶されたプログラムに従い、操作部３１８から操作入力に応じて、光学測定部２、第１ポンプ３１２及び第２ポンプ３１５、流路切替部３１３、表示部３１７等をシーケンシャルに制御して、採尿部３１１から採取した尿のろ過と、ろ過済みの尿の光学的測定を行って、尿糖の濃度の検出を行う。
カセット１１０に充填されている粒子状のフィルタ２００は、尿中のビタミンＣ等のイオン成分を除去するためのイオン交換樹脂、尿中のペプチド及びアミノ酸等を除去するための合成吸着樹脂、及び活性炭を混合したものが充填されている。なお、フィルタ２００はこれに限定されるものではなく、イオン交換樹脂、合成吸着樹脂及び活性炭の一部を混合したものであっても良い。
光学測定部２は、測定するための尿を保持する測定容器３２０、レーザダイオード３２１、レンズ３２２、偏向子３２３、液晶素子３２５、ビームスプリッタ３２４、λ／４板３２６Ａ及び３２６Ｂ、検光子３２７Ａ及び３２７Ｂ、受光素子３２９Ａ及び３２９Ｂ等を有している。ここで、液晶素子３３１は、水平方向もしくは垂直方向に液晶分子の長軸が揃ったホモジニアス配向の液晶素子３２５であり、電圧を印加することによって液晶分子が立ち、液晶分子の長軸方向の屈折率が変化するので、位相変調を行うことができるように構成されている。
次に、尿のろ過と尿中の旋光物質（尿糖）の濃度測定について説明する。
ユーザによる操作部３１８からの測定開始指示信号を制御部３１６が受信することによって、尿のろ過と旋光物質の濃度測定が開始される。
制御部３１６は、ろ過に先立って、カセット１１０内の未使用のフィルタ２００と接続されている１本の尿注入管と第１ポンプ３１２とが連結されるように流路切替部１３を制御する。
次に、制御部３１６は、採尿部３１１で採取された尿が、流路切替部３１３によって選択された未使用のフィルタ２００へ注入されるように、第１ポンプ３１２を駆動する。第１ポンプ３１２により、カセット部１００の尿注入管１７１〜１８０のいずれか１つを介して、フィルタ２００の下部から注入された尿は、フィルタ２００を通過するに際に、尿糖以外のビタミンＣ（アスコルビン酸）、ペプチド及びアミノ酸等が排除される。ろ過済みの尿は、カセット部１００の尿排出管１８１〜１９０の所定の１つからジョイント部３１４へ流出し、送出管３１９を介して、測定容器３２０を通過する。例えば、測定容器３２０における測定は、ろ過済みの尿を流しながら行う。なお、その場合の測定の開始及び終了のタイミングは、制御部３１６によって時間管理される。
光学測定部２において、レーザダイオード３２１から出射した光束は、レンズ３２２でコリメートされ、平行光となる。平行光は、偏光子３２３により、垂直方向に振動する直線偏光になる。偏光子３２３を透過した透過光は、液晶素子３３１に入射される。液晶素子３３１を透過した透過光は、ビームスプリッタ３２４により反射光と直進光に分岐される。直進光は垂直軸方向に軸を持つλ／４板３２６Ａに入射し、直線偏光となる。この時、直線偏光の偏光方向は、液晶素子３３１を透過した光線の楕円率に依存するため、液晶素子３３１に印加した電圧によって変化する。従って、液晶素子３３１によって直線偏光の偏光方向の変調が可能となる。偏光方向が変調した直線偏光が、測定容器３２０内の尿に入射すると、尿内の旋光物質（尿糖）の旋光度に応じて未知の変位量だけ旋光する。尿を透過した光線は、λ／４板３２６Ｂに入射し、再び楕円偏光に変換され、検光子３２７Ａに入射する。この時、検光子３２７Ａは、光線の内、検光子３２７Ａの透過軸方向の成分のみを透過する。検光子３２７Ａを透過した透過光は、受光素子３２９Ａに入射し、受光素子３２９Ａにおいて電気信号に変換される。
ビームスプリッタ３２４で分岐された反射光は、尿を透過せず、検光子３２７Ｂに入射する。検光子３２７Ｂを透過した透過光は、受光素子３２９Ｂに入射し、受光素子３２９Ｂにおいて電気信号に変換される。
受光素子３２９Ａからの信号と受光素子３２９Ｂからの信号との差は、検光子３２７Ａに入射する前の楕円偏光と検光子３２７Ｂに入射する前の楕円偏光との差異分（即ち、尿を透過する際の旋光度分）に相当する。従って、制御部３１６は、受光素子３２９Ａからの信号と受光素子３２９Ｂからの信号との差から尿中の旋光物質（尿糖）の旋光度を測定することができる。また、尿中の旋光物質（尿糖）の旋光度が測定できれば、前述した式（３）に基づいて、尿中の旋光物質（尿糖）の濃度を検出することができるので、制御部３１６は、尿中の旋光物質（尿糖）の旋光度の測定結果から、尿中の旋光物質（尿糖）の濃度を検出することができる。
制御部３１６は、検出した尿中の旋光物質（尿糖）の濃度を、表示部３１７に表示し、ＲＡＭ等に記憶することができる。
また、制御部３１６は、測定終了後に第２ポンプ３１５を駆動して、洗浄液２１０を洗浄液排出管１４１からジョイント部３１４へ排出する。洗浄液２１０はさらに、送出管３１９及び測定容器３２０を介して導管３３１から排出される。洗浄液２１０が、ジョイント部３１４、送出管３１９及び測定容器３２０を通って排出されることによって、その間に付着した尿又は尿の成分が洗い流されるので、カビの発生を防ぎ、次回の測定を精度良く実行することが可能となる。なお、１つのカセット１１０の洗浄液保持タンク１４２（図２参照）には、１０回分の洗浄に必要な量の洗浄液２１０が保持されているものとする。洗浄液として、たとえば界面活性剤を使った洗浄剤を利用することもできる。
図６はカセット部１００の分解斜視図であり、図７は図６のＡＡ´断面図である。
カセット１１０は、穴１０２を有する上蓋１０１、簡易逆止弁１０４を有する上ガスケット１０３、涙型の上部目皿部材１１１〜１２０、本体１５０、及び円形の下部目皿部材２１１〜２２０等から構成される。本体１５０には、フィルタ２００を保持するための１０個のフィルタ収納部１２１〜１３０、各フィルタを通過した尿を排出するための排出ドレイン１３１〜１４０、洗浄液２１０を保持するための洗浄液タンク１４２、カセット１１０をカセット保持部１６０に固定するための凹部１５１、凸部１５２等を有している。なお、図２及び図３では上部目皿部材１１１〜１１５、フィルタ収納部１２１〜１２６、排出ドレイン１３１〜１３６、下部目皿部材２１１〜２１５のみを表示している。しかしながら、カセット１１０は、上部目皿部材、フィルタ収納部、排出ドレイン及び下部目皿部材（図８参照）等を含むセットを、１０セット有している。
カセット保持部１６０は、下ガスケット１６１、固定部材１６２、バネ部１６３、基台１６４、基台に設けられた穴１６５、サイドガイド１６６及び１６７、尿注入管１７１〜１８０、尿排出管１８１〜１９０、及び洗浄液排出管１４１等から構成されている。
上蓋１０１は、上ガスケット１０３を挟んで本体１５０に複数のネジ１０５によって固定されている。上ガスケット１０３は、可撓性のシリコン材料によって形成されており、上蓋１０１によって本体１５０に固定されることによって、上部目皿部材１１１〜１２０及び洗浄液タンク１４２を密閉する役目を果たしている。
上蓋１０１の穴１０２は、洗浄液２１０が洗浄液タンク１４２から排出する時に洗浄液２１０がスムーズに排出されるようにするための空気穴の役目を果たす。また、上ガスケット１０３の簡易逆止弁１０４は、カセット１１０が図６に示す様に、上蓋１０１が上になるように配置された場合には、図中の下側に撓んで、穴１０２から空気を通過させる。しかしながら、上ガスケット１０３の簡易逆止弁は、カセット１１０が転倒した場合等には、穴１０２を塞ぐように撓んで、穴から洗浄液２１０が外部へ流出しないように機能する。さらに、上ガスケット１０３は、洗浄液２１０が、蒸発して穴１０２から外部に発散しないようにする役目も有している。なお、簡易逆止弁を設けた上蓋を直接カセット本体１５０に接着するようにしても良い。その場合、上ガスケットは不要となる。
カセット１１０は、カセット保持部１６０のサイドガイド１６６及び１６７によって案内され、凸部１５２がカセット保持部１６０の穴１６５に係合した状態で、カセット保持部１６０の固定部材１６２が、バネ部材１６３によって、凹部１５１に係合することによって、カセット保持部１６０上に強固に保持されるように構成されている。
下ガスケット１６１は、可撓性のシリコン材料によって形成されており、カセット１１０がカセット保持部１６０に固定されると、各フィルタ収納部１２１〜１３０の注入口２２１〜２３０と尿注入管１７１〜１８０との間に挟持されて、両者間を流れる尿が漏れないように連結する。同様に、下ガスケット１６１は、各排出ドレイン１３１〜１４０の排出口２５１〜２６０と尿排出管１８１〜１９０との間に挟持されて、両者間を流れる尿が漏れないように連結する。同様に、下ガスケット１６１は、洗浄液タンク１４２の排出口２７０と洗浄液排出管１４１との間に挟持されて、両者間を流れる洗浄液が漏れないように連結する。なお、洗浄液排出管１４１の先端部は、下ガスケット１６１上に突き出しており、カセット１１０がカセット保持部１６０に保持された場合に、洗浄液タンク１４２の排出口２７０に配置されている封止シール２７１を破って、洗浄液２１０を排出可能とする。下ガスケットは、例えばシリコンゴムによって形成される。なお、本実施例では、カセット保持部１６０側に下ガスケット１６１を設けたが、カセット１１０の下面に下ガスケット１６１を設けるように構成しても良い。
図８は、尿がろ過される経路を示した図である。
図８では、カセット１１０のフィルタ収納部１２１に尿が注入された場合を示しているが、他の９つの何れかのフィルタ収納部１２２〜１３０でも同様である。
尿注入管１７１から注入された尿は、カセット１１０の下部に設けられたフィルタ収納部１２１の注入口２２１（第１注入口に相当）から円形の下部目皿部材２１１を通ってフィルタ２００へ注入され、下側から上側向かってフィルタ２００を透過する。フィルタ２００を通過した尿は、前述したように、測定阻害成分が除去される。フィルタ収納部１２１の排出口２３１（第１排出口に相当）から排出された尿は、上部目皿部材１１１に浸み込み、排出ドレイン１３１の注入口２４１（第２注入口に相当）へ流れ込む。排出ドレイン１３１に流れ込んだろ過済みの尿は、カセット１１０の下部に設けられた排出ドレインの排出口２５１（第２排出口に相当）及び尿排出管１８１を介して、カセット部１００の外部へ流出する。
上部目皿部材１１１は、フィルタ２００としてフィルタ収納部１２１内に充填されている各種樹脂粒子等がフィルタ収納部１２１外へ流れだすのを防止すると共に、フィルタ２００を通過した尿が排出ドレイン１３１へ流れ込むように作用する。フィルタ収納部１２１の排出口３０２の断面積は、排出ドレイン１３１の注入口の断面積より大きくなるように設計されている。上部目皿部材１１１は、フィルタ収納部１２１の排出口２３１と排出ドレイン１３１の注入口２４１の両方を効率的に覆うために、涙型の形状をしており、例えば、焼結ポリエステル樹脂又はポリエーテル系ウレタンフォーム等から構成される。尿は上部目皿部材１１１を横方向に伝って排出ドレイン１３１に流れ込むので、厚み方向に流れ込む場合と比較して経路が長くなり、フィルタ収納部１２１外に樹脂等が流れ出すのを防ぐのに効果的である。
円形の下部目皿部材２１１〜２２０は、それぞれ、フィルタ収納部１２１〜１３０内の充填されている各種樹脂粒子等がフィルタ収納部１２１〜１３０外へ流れだすのを防止している。また、上部目皿部材１１１〜１２０と同様に、下部目皿部材２１１〜２２０も、焼結ポリエステル樹脂又はポリエーテル系ウレタンフォーム等から構成される。
前述したように、カセット１１０への尿の注入口、ろ過済みの尿の排出口、洗浄液２１０の排出口は、全てカセット１１０の下面側に設けたので、カセット１１０の着脱が容易に行えるようになった。同様に、カセット保持部１６０の尿注入管１７１〜１８０、尿排出管１８１〜１９０、洗浄液排出管１４１は、全てカセット保持部１６０の下面側に設けたので、測定装置１内のカセット部１００への配管が簡単な構成となった。
図９は便器に図５に示す測定装置１を組み込んだ例を示す図であり、図１０はその斜視図である。
便器は、水タンク３４０、便器本体３４１及び便座３４２等から構成される。収納部３５０が取付部材３５２によって、便器本体３４１の一方の側面に固定されている。収納部３５０には、採尿部３１１を除き、光学測定部２を含む測定装置１が収納されている。採尿部３１１は便器本体３４１内に移動可能に取付されており、収納部３５０内の測定装置１と連結されている。また、収納部３５０の上面側には、開閉部３５１が備えられており、開閉部３５１を開放することによって、カセット１１０を収納部３５０の上側から着脱することができるように構成されている。なお、図１０では、水タンク３４０は省略されている。
収納部３５０の上面に配置された操作部３１８の測定開始操作により、採尿部３１１は、不図示の移動機構によって、待機位置３４４から採尿位置３４３へと移動する。採尿部３１１に入った尿は、前述した様に、制御部３１６による制御に従って、フィルタ２００でろ過され、光学測定部２で尿糖の濃度が検出される。検出された尿糖の濃度は、表示部３１７に表示される。なお、カセット１１０が有する１０個のフィルタ２００が全て使用された場合にも、制御部３１６は、表示部３１７に、カセット１１０の取替えを指示する警告表示を行う。
以上、本発明に係る第１の実施形態の具体的構成例について説明した。上述した実施形態では、１０個のフィルタ収納部１２１〜１３０を有するカセット１１０を利用するように構成したが、フィルタ収納部の個数は、１０に限定されるものではなく、１個でも、他の数であっても良い。また、第１及び第２ポンプ３１２及び３１５を１つとすることも可能である。さらに、上蓋１０１は接着剤により封止することも可能である。さらに、上述した洗浄液２１０は粉状や固形の洗浄剤であっても良い。また、カセットに使用される材料は、ポリプロピレン、ＡＢＳ、ポリスチレン、アクリル等で良く、特に特定の材料に限定される必要はない。
本発明に係る第１の実施形態の具体的構成例によれば、試料をろ過するフィルタと洗浄液とを同じカセット中に保持するようにしたので、簡易な構成で、コンパクトなカセット又は測定装置を構成することが可能となり、さらにメンテナンスを簡単に行うことができるようになった。
また、本発明に係る第１の実施形態の具体的構成例によれば、カセットへの試料の注入口及び排出口と、洗浄液の排出口とを、全てカセットの下面に設けた場合には、カセットの着脱が簡単な構成で行うことが可能となった。さらに、カセットへの試料の注入管及び排出管と、洗浄液の排出管を、全てカセット保持部の下面に設けた場合には、測定装置内の配管を簡単に構成することが可能となった。さらに、注入口と排出口が共に備えられているので、カセットの取り外し時にユーザの手に尿などの試料が触れることはなく、衛生面への配慮という意味で有効である。
さらに、本発明に係る第１の実施形態の具体的構成例によれは、フィルタの排出口と排出ドレインの注入口を涙型に形成された目止部材によって相互に連結した場合には、樹脂粒子の封止と試料の移動を効率良く達成することが可能となった。
以下図１１〜図１３を用いて、本発明に係る第２の実施形態について説明する。
図１１は、第２の実施形態に係る測定装置の全体システムの概略構成図である。
制御装置４１０は全体システムを制御するためのＣＰＵ及び周辺回路から構成される。光学測定装置４０９は測定セル４０８の試料液（尿）の旋光度を測定するための装置であり、制御装置４１０の指示によって測定する。浄水容器４０４は洗浄液を保存するための容器であり、試料液容器４０３は測定する試料液（尿）を入れておく容器である。電磁弁４０６は浄水容器４０４側または試料液容器４０３側を制御装置４１０の指示に従って選択して開く機能を有する。電磁弁４１４は電磁弁４０６側と容器４１３側を制御装置４１０の指示に従って開閉する機能を有する。
脱着装置４１１及び脱着装置４１２は制御装置４１０の指示に従って容器４１３を脱着するための装置である。容器４１３は塩化ビニルで作製されており、阻害成分を除去するための樹脂（イオン交換樹脂と合成吸着樹脂）あるいは防腐剤が入っている。また、容器４１３には溶液の入口側と出口側に通液穴があり、出口側には樹脂を通過させないためのメンブレンフィルタを備えてある。ポンプ４０７は制御装置４１０の指示に従って液の搬送・停止を行う。
次に容器４１３の具体的な交換システムについて説明をする。
図１２は容器４１３を連続的に自動交換するための詳細機構を示す図である。図中、脱着装置４１１は、容器４１３をはずす際は上へ動き、装着する際は下へ動く。脱着装置４１２は、容器４１３をはずす際は下へ動き、装着する際は上へ動く。
容器４１３を交換する際は、脱着装置４１１が上へ動き且つ脱着装置４１２が下へ動いた後に、容器４１３ｂが所定の位置になる長さ分だけベルト４０２が図中の矢印の方向に引っ張られる。その後、脱着装置４１１が下に動き且つ脱着装置４１２が上に動くことにより、容器４１３ｂが固定される。
以上の動作により容器４１３の自動交換が行われる。ここで、容器４１３ａ内、容器４１３ｃ内及び容器４１３ｅ内には樹脂を備え、容器４１３ｂ内及び容器４１３ｄ内に洗浄のための防腐剤を備える。
図中、容器４１３ａは使用済みであり、容器４１３ｂはこれから使用される容器である。すなわち、容器４１３ａが使用されて測定が行われ、次のステップで、容器４１３ｂが装着されて、洗浄ステップとなる。以下容器４１３ｃで測定、容器４１３ｄで洗浄、容器４１３ｅで測定という順番で使用されていく。各容器はベルト４０２上に備えられている。
図１３は、図１１に記載される制御装置４１０のシステムフローチャートを示す図である。
最初に、電磁弁４１４を閉じて（Ｓ２０）、溶液が流れないようにする。
次に、脱着装置４１１及び脱着装置４１２により樹脂の入った容器４１３を装着する（Ｓ２１）。
次に、電磁弁４０６を試料液容器４０３側に開き、電磁弁４１４を開くことにより、試料液（尿）が容器に搬送されるパスを確保する（Ｓ２２）。
次に、ポンプ４０７を動かし、容器４１３に試料液（尿）を送り、測定セル４０８内に通液して光学装置４０９にて測定した後、ポンプ４０７を停止し、容器４１３を移動する（Ｓ２３）。
次に、電磁弁４１４を閉じ、電磁弁４０６を浄水容器４０４側に開き、脱着装置４１１及び脱着装置４１２をはずして容器４１３を移動する（Ｓ２４）。
次に、脱着装置４１１及び脱着装置４１２により、防腐剤の入った容器４１３を装着する（Ｓ２５）。
次に、ポンプ４０７を動かし、浄水を容器４１３及び測定セル４０８に通液させてシステム全体を洗浄し、洗浄後ポンプ４４０７を停止する（Ｓ２６）。この時の洗浄液には容器４１３内の防腐剤が溶け込んでいるので、カビ発生防止に効果がある。すなわち、特別な洗浄液を使わなくても、浄水のみでカビの発生を防止することができる。
以上、本発明に係る第２の実施形態について説明を行った。ここでは、樹脂と防腐剤は１個置きに配置されているが、それに限定されず、例えば数本の樹脂容器に対して１本の防腐剤容器を設けるようにしても良い。また、洗浄用容器部内の成分は、防腐剤に限定されず、洗浄剤や薬品などの洗浄に有効な成分であっても良い。
以下図１４及び図１５を用いて、本発明に係る第３の実施形態について説明する。
図１４は、第３の実施形態に係る測定装置の全体システムの概略構成図である。
図中、制御装置４７６は全体システムを制御するためのＣＰＵ及び周辺回路から構成される。光学測定装置４０９は測定セル４０８の試料液（尿）の旋光度を測定するための装置であり、制御装置４７６の指示によって測定する。浄水容器４７５は洗浄液を保存するための容器であり、試料液容器４７４は測定する試料液（尿）を入れておく容器である。電磁弁４７７は、カセット４７１側を浄水容器４７５側または試料液容器４７４側に、制御装置４７６の指示に従って選択して開く機能を有する。
カセット４３１はプラスチックで作製されている。カセット４３１は、所定の第１のアミノ酸を着色するための試薬が入っている容器４７２及び所定の第２のアミノ酸を着色するための試薬が入っている容器４７３の対から構成され、上述の対はカセット４７１内に複数対備えられている。電磁弁４７９は、容器４７２と測定セル４０８側を制御装置４７６の指示に従って開閉する機能を有する。電磁弁４８１は、容器４７３と測定セル４０８側を制御装置４３６の指示に従って開閉する機能を有する。ポンプ４８０は測定セル４０８側あるいは反対側に制御装置４３６に従って送液する機能を有する。ここで、カセット４７１の具体的な構造は第１の実施の形態の例で示したものと同様である。
図１５は、図１４に示す制御装置４７６のシステムフローチャートを示す図である。
最初に、測定を開始に際して、電磁弁７８を閉じて溶液が流れないようにする（Ｓ３０）。
次に、脱着装置４８３においてカセット４７１を装着する（Ｓ３１）。
次に、電磁弁４７７を試料液容器４７４側に開き、電磁弁４７８及び電磁弁４７９を開くことにより、試料液（尿）が容器部７２に搬送されるパスを確保する（Ｓ３２）。
次に、ポンプ４８０を廃棄側に動かし、容器４７２及び測定セル４０８内に試料液（尿）を通液して容器４７２内の試薬と試料液を反応させた後、光学装置４０９にて測定し、ポンプ４８０を停止する（Ｓ３３）。
次に、電磁弁４７９を閉じて且つ電磁弁４８１を開くことにより、試料液（尿）が容器４７３に搬送されるパスを確保する（Ｓ３４）。
次に、ポンプ４８０を廃棄側に動かし、容器４７３及び測定セル４０８内に試料液（尿）を通液して容器４７３内の試薬と試料液を反応させた後、光学装置４０９にて測定し、ポンプ４８０を停止する（Ｓ３５）。
次に、電磁弁４７７を浄水容器４７５側に開き、電磁弁４７９を測定セル４０８側に開く（Ｓ３６）。
次に、ポンプ４８０を動かし、容器４７２、容器４７３、測定セル４０８を通液させてシステム全体を洗浄し、洗浄後ポンプ４８０を停止する（Ｓ３７）。
最後に、電磁弁４７８，電磁弁４７９及び電磁弁４８１を閉じてカセット４７１を廃棄する（Ｓ３８）。
以上、本発明に係る実施形態１及び３において容器の数を２としたが、容器の数２に限らず、複数であれば他の個数であっても良い。また、測定対象に応じて試薬は変更可能であり、記載したものに限定されるものではない。さらに、カセットの各容器の形状は加工しやすい円柱でもよいし、面積節約のため隙間のない六角柱等の多角柱にしても良い。
また、本発明に係る実施形態１〜３において、旋光計によって試料を測定したが、これに限定されるものではなく、分光計などの光学測定器、酵素を用いたバイオセンサ等であっても良い。
本発明に係る実施形態２では、図１２に示すように、容器４１３ａ内、容器４１３ｃ内及び容器４１３ｅ内には樹脂を備え、容器４１３ｂ内及び容器４１３ｄ内に洗浄のための防腐剤を備えおく。また、容器４１３は順次搬送されて連続的に使用される。すなわち、尿糖測定のため容器４１３ａを装着後に尿を通液され、その後容器４１３ｂを装着して浄水を通液してシステム全体を洗浄する。このとき、容器４１３ｂには防腐剤が入っているので測定装置は洗浄されると共にカビが発生しにくくなる。
また、本発明に係る実施形態１では、図１に示すように、樹脂を備えた樹脂容器３２と防腐剤を備えた洗浄容器３０を同時に装着することにより、測定後の洗浄を毎回行うことができ且つ樹脂容器３２内も洗浄できる。また、この構造では、測定時の出口側から入り口側への逆洗浄が可能となる。
すなわち、本発明に係る実施形態１〜３では、あらかじめ装置内に洗浄剤を保持する必要はなく、複数種の容器を連続あるいは同時に脱着することにより、省スペースでメンテナンスの手間が省け、測定成分や測定手法に応じた防腐剤や洗浄剤を採用できるので、柔軟性のある最適な洗浄及び測定が行える。
以上より、本発明に係る実施形態１〜３では、連続使用可能な容器中に洗浄剤あるいは防腐剤を含む洗浄用フィルタを所定測定回数毎に使用することにより、測定装置の強力な洗浄が行える。また、洗浄用フィルタを含む複数のフィルタを同時に接続することにより、測定した後の装置を新たな接続動作なしで毎回洗浄でき、測定のために使用した測定用フィルタも洗浄できる。このとき、上記構造では、測定時の出口側から入り口側への逆洗浄が可能となるので、汚染状況の軽い側から汚染状況がひどい側へ洗浄される。
さらに、本発明に係る実施形態１〜３では、上記複数のフィルタに試薬を備えることにより、測定したい成分に応じて他種類の試薬を装置自体に備えて多大なスペースを失うことなしに広範囲な成分測定を行える。
Claims (14)
- 試料のろ過を行うためのカセットであって、
試料から測定阻害成分をろ過するフィルタと、
前記フィルタを収納する収納部と、
試料の流路を洗浄するための洗浄液又は洗浄剤と、
前記洗浄液又は洗浄剤を保持する保持タンクと、
を有することを特徴とするカセット。 - 前記収納部は、前記カセットの外部から試料が注入される第１注入口と、前記フィルタを通過した試料を排出する第１排出口を有し、
前記フィルタを通過した試料が注入される第２注入口と、前記第２注入口から注入された試料を前記カセットの外部に排出するための第２排出口を有する排出ドレインと、
前記収納部の前記第１排出口から排出された試料を前記排出ドレインの前記第２注入口へ移動させるための移動部材とを更に有し、
前記保持タンクは、前記洗浄液又は洗浄剤を前記カセットから排出するための第３排出口を有する、請求項１に記載のカセット。 - 前記第１注入口、前記第２排出口及び第３排出口の全てが、前記カセットの下面に配置されている、請求項２に記載のカセット。
- 前記フィルタは、樹脂粒子から構成され、
前記第１排出口は、前記第２注入口より大きな断面積を有するように構成され、
前記移動部材は、前記樹脂粒子を封止し且つ試料を前記第１排出口から前記第２注入口へ移動させるために、涙型に形成されている、請求項４に記載のカセット。 - 前記カセットは、前記フィルタ及び前記排出ドレインの組を複数組有している、請求項２に記載のカセット。
- 試料のろ過を行うための測定装置であって、
試料から測定阻害成分をろ過するフィルタ、前記フィルタを収納する収納部、試料の流路を洗浄するための洗浄液又は洗浄剤、及び前記洗浄液又は洗浄剤を保持する保持タンクを有するカセットと、
前記カセットを着脱自在に保持するカセット保持部と、
前記フィルタにより測定阻害成分をろ過された試料を保持する測定容器と、
前記測定容器内の試料の旋光物質の光学測定を行うための光学測定部と、
を有することを特徴とする測定装置。 - 前記収納部は、前記カセットの外部から試料が注入される第１注入口と、前記フィルタを通過した試料を排出する第１排出口を有し、
前記フィルタを通過した試料が注入される第２注入口と、前記第２注入口から注入された試料を前記カセットの外部に排出するための第２排出口を有する排出ドレインと、
前記収納部の前記第１排出口から排出された試料を前記排出ドレインの前記第２注入口へ移動させるための移動部材とを更に有し、
前記保持タンクは、前記洗浄液又は洗浄剤を前記カセットから排出するための第３排出口を有する、請求項６に記載の測定装置。 - 前記第１注入口、前記第２排出口及び第３排出口の全てが、前記カセットの下面に配置されている、請求項７に記載の測定装置。
- 前記フィルタは、樹脂粒子から構成され、
前記第１排出口は、前記第２注入口より大きな断面積を有するように構成され、
前記移動部材は、前記樹脂粒子を封止し且つ試料を前記第１排出口から前記第２注入口へ移動させるために、涙型に形成されている、請求項８に記載の測定装置。 - 前記カセットは、前記フィルタ及び前記排出ドレインの組を複数組有している、請求項７に記載の測定装置。
- 前記カセット保持部は、前記第１注入口へ試料を注入するための試料注入管、前記第２排出口から試料を排出するための試料排出管、及び前記第３排出口から前記洗浄液を排出するための洗浄液排出管を有する、請求項６に記載の測定装置。
- 前記第１注入口、前記第２排出口及び第３排出口の全てが、前記カセットの下面に配置されおり、
前記試料注入管、前記試料排出管及び前記洗浄液排出管の全てが、前記カセット保持部の下面に配置されている、
請求項１１に記載の測定装置。 - 前記試料排出管から排出されたろ過済みの試料を、前記測定容器に送出するための送出管と、を更に有する請求項１２に記載の測定装置。
- 前記洗浄液又は洗浄剤は、少なくとも前記測定容器の洗浄を行う、請求項６に記載の測定装置。
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